艾森智能致力于利用LoRaMESH构建一种具有如下特征的应急救援网络：

1. 动态拓扑、去中心化的多跳网络

LoRaMESH网络需要足够的自治性、自愈性和扩展性，满足即时组网的需要。网络中节点完全对等，网络的拓扑及拓扑的变化不影响正常的传输功能。RPL 等传统的树状路由协议无法满足，基于六度分隔理论的Gossip协议是正确的选择。

2. 低功耗、远距离的窄带网络

LoRaMESH网络虽然可达15跳，但是在复杂环境中，单跳的可视传输距离仍然需要达到数公里以上，网络节点也基本上依靠电池或太阳能供电。LoRa 由于在低功耗和远距离上有突出的性能，成为应急救援网络有竞争力的无线传输技术。

3. 易部署、免维护的低成本网络

应急救援网络即时部署需要免配置免维护，上电即用。除了便利性，低成本更有利于网络的推广普及。以LoRaMESH 网络为例，在户外马拉松的线路上位部署一套天气监测网络系统，仅需要几万部署成本，并可以反复使用。

4. 时延容忍的高可靠网络

应急救援网络在物理层优先满足低功耗和远距离，在链路层通过协议保证高可靠性。Gossip协议具有一定的可靠性，但会降低网络容量。LoRaMESH 协议通过跳频、消息汇聚、链路层应答、网络自适应等协议技术将网络端到端的可靠性提升到90%以上。

LoRaMESH构建的应急救援网络架构示意图：

网络支持固定和移动节点，通信功能完全相同。固定节点多为太阳能供电的装置，提供环境、位置、UI交互等功能，移动节点为充电电池供电的电子设备，提供位置、UI交互，或作为接收机收集数据供分析呈现使用。

艾森智能研发的基于LoRa的高可靠Gossip协议--LoRaMESH包括如下关键技术：

1. 多信道跳频(FHSS)

LoRaMESH以随机跳频方式利用多个信道进行通信。节点在需要向网络发送消息时，先在公共信道发一条引导消息（H），引导邻近节点跳频到一个专用信道上接收完整消息（M）。FHSS充分扩展了信道容量，也有效避免多径干扰。

2. 消息聚合

Gossip协议极易造成消息碰撞，导致消息转发效率降低。消息聚合将多个小消息合并成一条大消息发送，从而减少消息发送频次，有效降低消息碰撞概率。如下图所示，消息合并减少了由于载波侦听退让的随机间隔时间，有效提高信道利用率。

3. 链路层确认

LoRaMESH引入一种链路层确认+重传机制，保证了Gossip协议的高可靠性：

• 1) 源节点发送REQ消息，通过Gossip转发，目标节点收到REQ消息后回应ACK。
• 2) 任意节点收到ACK时，如果与缓存的REQ消息匹配上，则停止转发REQ和ACK。
• 3) 任意节点如果探测网络空闲，可以在一段较短的时间内多次泛洪同一条消息。
• 4) 源节点在某个限定时间内没有收到ACK时，可以重发REQ。

4. 网络自适应

当节点在空间上密集分布时，广播消息会造成信道拥塞。LoRaMESH设计在节点分布密集分布时使用高速扩频因子，在节点分布稀疏分布时使用低速扩频因子，同时兼顾了节点间的距离和信道容量，避免空口消息过于拥塞。